JPH06137466A - Vibration preventing device for piping - Google Patents

Vibration preventing device for piping

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JPH06137466A
JPH06137466A JP4309613A JP30961392A JPH06137466A JP H06137466 A JPH06137466 A JP H06137466A JP 4309613 A JP4309613 A JP 4309613A JP 30961392 A JP30961392 A JP 30961392A JP H06137466 A JPH06137466 A JP H06137466A
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JP
Japan
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additional mass
pipe
air
damper
frame
Prior art date
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Application number
JP4309613A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuaki Suzuki
延明 鈴木
Hiroyuki Matsuda
博行 松田
Toshihiko Asami
敏彦 浅見
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Chiyoda Corp
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Original Assignee
Chiyoda Corp
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06137466A publication Critical patent/JPH06137466A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
    • F16F7/104Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Supports For Pipes And Cables (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize optimum vibration prevention all the time irrespective of a change in temperature or a change of fluid with the lapse of hours by connecting an additional mass to a pipe via a spring and an air damper, and disposing in the air damper an orifice for restricting air from flowing into or from a variable capacity air chamber. CONSTITUTION:A frame 3 is fixed to a pipe 1 via a clamp 2. An additional mass 6 is suspended on the frame 3 through a tension coil spring 4. An air damper 5 is disposed coaxially with and inside the tension coil spring 4. In the air damper 5, a rubber bellows 9 is interposed between an upper and a lower supporter 7, 8 connected to the frame 3 and the additional mass 6, respectively. Intermediate rings 10 for reinforcing are fitted to required portions of the rubber bellows 9. An opening 11 is formed in the center of the lower supporter 8, and an orifice 12 disposed in the additional mass 6 via the opening 11 is communicated with the inner chamber of the rubber bellows 9. Consequently, vertical vibration of the pipe 1 can be prevented by utilizing the principle of a known dynamic damper.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は配管の振動を制御或いは
防止するための装置に関し、特にサポートを設置するこ
となく配管の振動を防止するための装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for controlling or preventing vibration of piping, and more particularly to a device for preventing vibration of piping without installing a support.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から配管の振動を制御するために油
圧ダンパなどの吸振装置が広く用いられてきた。しかし
ながら、このような吸振装置は、配管と、固定されたサ
ポートとの間に設置される必要があり、化学プラントな
どに於いてサポートを設けることが困難な場合が多く、
用途が限定される問題があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, a vibration absorbing device such as a hydraulic damper has been widely used to control vibration of piping. However, such a vibration absorbing device needs to be installed between a pipe and a fixed support, and it is often difficult to provide the support in a chemical plant,
There was a problem of limited use.

【0003】サポートを必要としないダンパとしてはダ
イナミックダンパが知られているが、付加質量系の振動
特性を正確にチューニングすることによりその効果が発
揮されるものであることから、ダイナミックダンパを効
果的に利用するためにはダンピング係数の調整が可能で
あったり、経年変化の影響を受けないダンパを使用する
必要がある。しかしながら、通常用いられているダンパ
は油圧ダンパであることから、ダンピング係数の調整の
ためには複雑な機構を必要とし、叉シールや油の経年劣
化、或いは温度変化による油の粘性の変化などによりダ
ンピング係数が大きく経年変化してしまう問題がある。
A dynamic damper is known as a damper that does not require a support. However, since the effect is exhibited by accurately tuning the vibration characteristics of the additional mass system, the dynamic damper is effective. For this purpose, it is necessary to use a damper that can adjust the damping coefficient and is not affected by aging. However, since the damper that is normally used is a hydraulic damper, a complicated mechanism is required to adjust the damping coefficient, and due to age deterioration of the fork seal or oil, or the change in oil viscosity due to temperature changes, etc. There is a problem that the damping coefficient changes significantly over time.

【0004】また、油圧ダンパは比較的高価であるとい
う問題がある。
Further, there is a problem that the hydraulic damper is relatively expensive.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、サポートを必要と
することなく、経年変化を受け難くしかも低コストな配
管の振動防止装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems of the prior art, the main object of the present invention is to prevent vibration of a pipe, which does not require support, is less susceptible to aging, and is inexpensive. To provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、配管の振動防止装置であって、付加質量体
をばね及び空気ダンパを介して配管に結合し、前記空気
ダンパが、前記付加質量体と前記配管との間に挟設され
た変形容易なベローズ状の部材等により、前記付加質量
体と前記配管との間の相対変位に応じて変化する容積を
有する空室を画定しかつ前記空室からの空気の出入りを
制限するためのオリフィスを有することを特徴とする装
置を提供することにより達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided a vibration preventing device for a pipe, wherein an additional mass body is connected to the pipe through a spring and an air damper, and the air damper is provided. , An easily deformable bellows-shaped member or the like sandwiched between the additional mass body and the pipe, to form a vacant chamber having a volume that changes according to the relative displacement between the additional mass body and the pipe. It is achieved by providing a device characterized by having an orifice for defining and restricting the entry and exit of air from the chamber.

【0007】[0007]

【作用】ダンピング用の流体として空気を用いるため温
度による粘性の変化の影響を受け難い。また、オリフィ
スを交換したり、空室の容積を変更したり、付加質量を
変更することにより、ダンピング係数や制振力を容易に
調節することができることから、常に最適な振動防止効
果を達成可能なダイナミックダンパを構成することがで
きる。
Since the air is used as the damping fluid, it is unlikely to be affected by the change in viscosity due to temperature. In addition, the damping coefficient and damping force can be easily adjusted by replacing the orifice, changing the volume of the chamber, or changing the added mass, so you can always achieve the optimal vibration prevention effect. Dynamic damper can be configured.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0009】図1は水平な配管の上下振動を制御するた
めに本発明に基づく装置が適用された状態を示す。配管
1に対してクランプ2を介してフレーム3が固着されて
おり、フレーム3からは引張りコイルばね4を介して付
加質量体6が垂下している。さらに、引張りコイルばね
4の内部にはそれと同軸をなす空気ダンパ5が設けられ
ている。
FIG. 1 shows the application of the device according to the invention for controlling the vertical vibrations of horizontal pipes. A frame 3 is fixed to the pipe 1 via a clamp 2, and an additional mass body 6 is hung from the frame 3 via a tension coil spring 4. Further, an air damper 5 coaxial with the tension coil spring 4 is provided inside the tension coil spring 4.

【0010】図2は空気ダンパ5の構造を詳細に示すも
ので、フレーム3及び付加質量体6に設けられた支持体
7、8の間に、従来から大型車両のエアスプリングとし
て用いられているゴムベローズ9が挟設されている。ゴ
ムベローズ9の要所には、補強用の中間リング10が嵌
装されている。下側の支持体8の中心には開口11が設
けられており、該開口11は、付加質量体6に設けられ
たオリフィス12をゴムベローズ9の内室に連通させて
いる。即ち、ゴムベローズ9の内室は、オリフィス12
を介して大気に連通しているが、それ以外は完全に密閉
されている。
FIG. 2 shows the structure of the air damper 5 in detail. It is conventionally used as an air spring for a large vehicle between the supports 7 and 8 provided on the frame 3 and the additional mass body 6. The rubber bellows 9 are sandwiched. An intermediate ring 10 for reinforcement is fitted to the essential parts of the rubber bellows 9. An opening 11 is provided at the center of the lower support body 8, and the opening 11 connects the orifice 12 provided in the additional mass body 6 to the inner chamber of the rubber bellows 9. That is, the inner chamber of the rubber bellows 9 has the orifice 12
It is in communication with the atmosphere through, but is otherwise completely sealed.

【0011】本実施例によれば、付加質量体6が、ばね
4と空気ダンパ5とを介して配管1から垂下することと
なり、公知のダイナミックダンパの原理により、配管1
の上下振動を効果的に抑制することができる。この時、
空気ダンパは、純粋な粘性減衰として機能するのではな
く、弾性要素も兼ね備え、しかもある程度の非線形性を
有しているが、発明者等の実験によれば、このような要
素は、本発明に基づく、装置のダイナミックダンパとし
ての機能を果たす上でそれほど障害とならないことが見
出された。
According to this embodiment, the additional mass body 6 hangs down from the pipe 1 via the spring 4 and the air damper 5, and the pipe 1 operates according to the known dynamic damper principle.
Vertical vibration of the can be effectively suppressed. At this time,
The air damper does not function as pure viscous damping but also has an elastic element and has a certain degree of non-linearity. However, according to experiments by the inventors, such an element is It has been found that it does not significantly hinder the functioning of the device as a dynamic damper.

【0012】図3は水平な配管の横方向の振動を制御す
るために適用された本発明に基づく装置の第2の実施例
を示すもので、前記実施例と対応する部分には同様の符
号を付しその詳しい説明を省略する。本実施例の場合、
ばね4が、付加質量体6に対する重力の作用に対抗する
働きをしないことから、フレーム3と付加質量体6との
間にワイヤ13が連結され、付加質量体6の上下位置を
フレーム3に対して保持するが、その横方向の振動が可
能であるようにしてある。
FIG. 3 shows a second embodiment of the device according to the invention applied to control the lateral vibrations of horizontal pipes, like parts being designated by like reference numerals. Is attached and detailed description thereof is omitted. In the case of this embodiment,
Since the spring 4 does not work against the effect of gravity on the additional mass body 6, the wire 13 is connected between the frame 3 and the additional mass body 6, and the vertical position of the additional mass body 6 with respect to the frame 3. It is held so that it can be vibrated in the lateral direction.

【0013】図4は、上下配管に於ける上下振動を制御
するために適用された本発明の第3の実施例を示すもの
で、フレーム3が、配管1に沿って上下に延在する部分
3aと、同部分から横方向に延出する2枚の板状部分3
bとを有し、これら両板状部分間にばね4及び空気ダン
パ5により上下から付加質量体6が支持されている。本
実施例も、前記した実施例と同様に機能する。
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention applied to control vertical vibrations in the upper and lower pipes, in which the frame 3 extends vertically along the pipe 1. 3a and two plate-like portions 3 extending laterally from the same portion 3a
b, and the additional mass body 6 is supported from above and below by the spring 4 and the air damper 5 between these plate-like portions. This embodiment also functions similarly to the above-mentioned embodiments.

【0014】図5は、本発明の第4の実施例を示すもの
で、配管1に対して図示外のクランプを介してフレーム
3が固着されており、フレーム3の軸線方向両端に立設
されたサポート3c間には板ばね4が架設されており、
該板ばねの中央に、付加質量体6が、交換可能であるよ
うにねじなどの締結手段により固定されている。付加質
量体6とフレーム1との間には、ステンレス鋼等、耐
熱、耐候性を有する金属その他の材料からなるベローズ
5が挟設されている。このベローズ5の内室は、その上
端に於いて、付加質量の中心開口内にて、オリフィス1
2を介して大気に連通しているが、それ以外は完全に密
閉されている。
FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention, in which a frame 3 is fixed to a pipe 1 via a clamp (not shown) and is erected at both ends in the axial direction of the frame 3. A leaf spring 4 is installed between the supports 3c,
The additional mass body 6 is fixed to the center of the leaf spring by a fastening means such as a screw so as to be replaceable. Between the additional mass body 6 and the frame 1, a bellows 5 made of a metal such as stainless steel having heat resistance and weather resistance or another material is sandwiched. The inner chamber of this bellows 5 has an orifice 1 at its upper end in the central opening of the additional mass.
It is in communication with the atmosphere through 2, but is otherwise completely sealed.

【0015】ベローズ5は、例えば、リング状に打ち抜
かれたステンレス鋼板を積層し、その内外縁を溶接して
なるものであって良い。
The bellows 5 may be formed, for example, by stacking stainless steel plates punched in a ring shape and welding the inner and outer edges thereof.

【0016】本実施例の場合には、板ばねの長さ、厚
さ、幅を変更したり、付加質量体を交換したり、オリフ
ィスの径を変更するなどして、ダイナミックダンパの諸
元を調整することができ、適用される系に適した設定を
容易に実現することができる。
In the case of the present embodiment, the specifications of the dynamic damper are changed by changing the length, thickness and width of the leaf spring, replacing the additional mass body and changing the diameter of the orifice. It can be adjusted, and the setting suitable for the applied system can be easily realized.

【0017】図示された実施例は、水平配管の上下方向
の振動を制御せんとするものであるが、本実施例によれ
ば、板ばね4が、曲げ変形の方向以外には所要の剛性を
有することから、該配管の任意の位置に装着することが
出来る。更に、配管の向きも、水平に限らず、垂直その
他任意であって良い。
In the illustrated embodiment, the vibration of the horizontal pipe in the vertical direction is controlled, but according to the present embodiment, the leaf spring 4 has a required rigidity except in the direction of bending deformation. Since it has, it can be attached to any position of the pipe. Furthermore, the direction of the pipe is not limited to horizontal, and may be vertical or any other direction.

【0018】図6は、第1の実施例と同様に、水平配管
の上下方向の振動を制御するためのもので、前記した実
施例に於いては空気ダンパとしてゴムベローズが用いら
れているが、本実施例の場合、フレーム3の上下に延在
する板状部分3aにUボルト14により固定されたシリ
ンダ15の内部に付加質量体として構成されたピストン
18が受容されており、かつこの質量体18が上下から
ばね4a、4bによりフレーム3に対して支持されてい
る。質量体18の上端とばね4aの下端との間に設けら
れた別体のばね座18aは、中空のピストン18の内部
に突入し、かつ螺合する延長部を有する。本実施例の場
合、異なる質量の延長部を選択することにより、付加質
量としてのピストンの全体的な質量を調節することが出
来る。
Similar to the first embodiment, FIG. 6 is for controlling the vertical vibration of the horizontal pipe. In the above embodiment, a rubber bellows is used as an air damper. In the case of the present embodiment, the piston 18 configured as an additional mass body is received in the inside of the cylinder 15 fixed by the U-bolt 14 to the plate-shaped portion 3a extending vertically in the frame 3, and the mass of this mass is received. The body 18 is supported on the frame 3 from above and below by springs 4a and 4b. A separate spring seat 18a provided between the upper end of the mass body 18 and the lower end of the spring 4a has an extension portion that projects into the hollow piston 18 and is screwed therein. In the case of this embodiment, it is possible to adjust the overall mass of the piston as an additional mass by selecting different mass extensions.

【0019】また、このシリンダ15の底部には、蓋板
16を介してオリフィス板17が固定されており、ピス
トンとしての質量体18の下面とオリフィス板17を含
むシリンダ15の底面との間に画定された空室の容積
が、付加質量体18とフレーム3との相対変位に応じて
変化し、しかもその内部の空気がオリフィス12から所
定の抵抗力を伴って出入りするようにされている。
An orifice plate 17 is fixed to the bottom of the cylinder 15 with a lid plate 16 interposed between the lower surface of the mass body 18 as a piston and the bottom surface of the cylinder 15 including the orifice plate 17. The volume of the defined empty chamber is changed according to the relative displacement between the additional mass body 18 and the frame 3, and the air therein is moved in and out from the orifice 12 with a predetermined resistance force.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明によれば、ダンピングを得るため
の流体として空気が用いられていることから、温度変化
によるダンピング係数の変化が殆どなく、しかも流体の
経年変化による影響を受けることが無く、好適な吸振性
能を発揮することが出来る。特に、オリフィスを容易に
交換し得る構造とし得ることから、本発明に基づく装置
のダイナミックダンパとしての性能を極めて容易に最適
化することができる。しかも、取り扱う流体が空気であ
ることから、ダンパのためのシールとして極めて単純な
しかも経年変化を受けない構造を用いることができ、し
かもその構造を単純化することができることから、装置
の製造コストを低廉化しかつその保守に要する費用を最
少化することができる。
According to the present invention, since air is used as the fluid for obtaining damping, there is almost no change in the damping coefficient due to temperature changes, and there is no influence due to the aged change of the fluid. Therefore, it is possible to exhibit suitable vibration absorbing performance. In particular, since the structure of the orifice can be easily replaced, the performance of the device according to the present invention as a dynamic damper can be optimized extremely easily. Moreover, since the fluid to be handled is air, it is possible to use a very simple structure that does not change over time as a seal for the damper, and since the structure can be simplified, the manufacturing cost of the device is reduced. The cost can be reduced and the maintenance cost can be minimized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】水平配管の上下振動を制御するために適用され
た本発明の第1の実施例を示す単純化された縦断面図で
ある。
FIG. 1 is a simplified vertical sectional view showing a first embodiment of the present invention applied to control vertical vibration of horizontal piping.

【図2】図1に於ける空気ダンパの構造を詳しく示す部
分縦断面図である。
FIG. 2 is a partial vertical cross-sectional view showing in detail the structure of the air damper shown in FIG.

【図3】水平配管の横方向の振動を制御するために適用
された本発明の第2の実施例を示す図1と同様の図であ
る。
FIG. 3 is a view similar to FIG. 1, showing a second embodiment of the present invention applied to control horizontal vibration of horizontal piping.

【図4】上下配管の上下方向の振動を制御するために適
用された本発明の第3の実施例を示す図1と同様の図で
ある。
FIG. 4 is a view similar to FIG. 1, showing a third embodiment of the present invention applied to control vertical vibrations of upper and lower pipes.

【図5】水平配管の上下振動を制御するために適用され
た金属ベローズを用いた本発明の第4の実施例を示す縦
断面図である。
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view showing a fourth embodiment of the present invention using a metal bellows applied to control vertical vibration of horizontal piping.

【図6】水平配管の上下振動を制御するために適用され
た本発明の第5の実施例を示す縦断面図である。
FIG. 6 is a vertical sectional view showing a fifth embodiment of the present invention applied to control vertical vibration of horizontal piping.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 配管 2 クランプ 3 フレーム 4 ばね 5 空気ダンパ 6 付加質量体 7、8 支持体 9 ゴムベローズ 10 補強リング 11 開口 12 オリフィス 13 ワイヤ 14 Uボルト 15 シリンダ 16 蓋板 17 オリフィス板 18 付加質量体 1 Piping 2 Clamp 3 Frame 4 Spring 5 Air Damper 6 Additional Mass 7, 8 Support 9 Rubber Bellows 10 Reinforcement Ring 11 Opening 12 Orifice 13 Wire 14 U Bolt 15 Cylinder 16 Cover Plate 17 Orifice Plate 18 Additional Mass

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 配管の振動防止装置であって、 付加質量体をばね及び空気ダンパを介して配管に結合
し、前記空気ダンパが、前記付加質量体と前記配管との
間の相対変位に応じて変化する容積を有する空室を画定
しかつ前記空室からの空気の出入りを制限するためのオ
リフィスを有することを特徴とする装置。
1. A vibration preventing device for a pipe, wherein an additional mass body is coupled to the pipe via a spring and an air damper, and the air damper responds to relative displacement between the additional mass body and the pipe. Device having an orifice for defining a void having a variable volume and restricting the entry and exit of air from the void.
【請求項2】 前記空室が、前記付加質量体と前記配
管との間に挟設された変形容易なベローズ状の部材によ
り画定されることを特徴とする請求項1に記載の装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the empty space is defined by a deformable bellows-shaped member sandwiched between the additional mass body and the pipe.
JP4309613A 1992-10-22 1992-10-22 Vibration preventing device for piping Pending JPH06137466A (en)

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